金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)建設(shè)及生態(tài)效益監(jiān)測研究

張 莉

（金昌市環(huán)城防護(hù)林保護(hù)站，甘肅 金昌 737100）

土地沙化是我國當(dāng)前最為嚴(yán)重的生態(tài)問題之一[1]，不僅影響著人們的生產(chǎn)生活，更破壞了土地資源。大量研究表明，通過封禁保護(hù)，對干旱、半干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的保護(hù)及退化植被的恢復(fù)與重建有明顯的效果。為了遏制土地沙化的蔓延趨勢，根據(jù)《中華人民共和國防沙治沙法》規(guī)定，建立沙化土地封禁保護(hù)區(qū)，通過對沙化土地采取封沙禁牧、圍欄封育、人工巡護(hù)等特殊強(qiáng)制性的封禁手段和方式，有效控制和減少人為活動(dòng)，利用大自然的自我修復(fù)功能，促進(jìn)封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)植被的自然恢復(fù)和地表結(jié)皮的形成，遏制沙漠化蔓延的趨勢，對于進(jìn)一步改善區(qū)域生態(tài)條件、恢復(fù)生態(tài)平衡、保障生態(tài)安全意義重大[2]。

1 研究區(qū)概況

金昌市位于河西走廊東部，祁連山北麓，阿拉善臺(tái)地南緣，地勢西南高東北低，總土地面積8895.8km2。金昌市屬內(nèi)陸河石羊河水系，境內(nèi)主要河流有東大河、西大河及其他18 條小河，年總徑流量5.0 億m3。屬典型的大陸性干旱荒漠氣候區(qū)，太陽輻射強(qiáng)，降水稀少，蒸發(fā)量大，晝夜溫差大。全年平均降水量東北部約為100mm，中部約為185mm，西南部約為280～350mm，年降水量季節(jié)分配很不均勻。中部年蒸發(fā)量2000.6mm，為降水量的11 倍，東北部蒸發(fā)量比中部更大，西南部蒸發(fā)量相對較少。無霜期131～150d，自然災(zāi)害主要有沙塵暴、霜凍、大風(fēng)、干熱風(fēng)和干旱等。根據(jù)金昌市最新森林資源二類調(diào)查結(jié)果顯示，全市林地總面積23.35 萬hm2，其中：有林地面積1.16 萬hm2，疏林地面積0.04 萬hm2，灌木林地面積17.86 萬hm2，未成林地面積0.32 萬hm2，宜林地面積3.54 萬hm2。

2 封禁保護(hù)區(qū)概況

2.1 封禁保護(hù)區(qū)的布局

《國家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)管理辦法》 中對封禁保護(hù)區(qū)的選址作了明確要求，首先要選擇重要的沙塵源區(qū)和沙塵暴路徑區(qū)[3]。依據(jù)管理辦法要求，綜合考慮金昌市各地自然條件、沙漠化土地分布特點(diǎn)等因素，分別在金昌市金川區(qū)和永昌縣劃定了一個(gè)封禁保護(hù)區(qū)，均屬于我國西北地區(qū)重要沙塵源區(qū)和沙塵暴路徑區(qū)類型。

金昌市兩個(gè)沙化土地封禁保護(hù)區(qū)分別是金川區(qū)騰格里沙漠西部邊緣國家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)和永昌縣清河綠洲北部國家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)（如圖1 所示金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)位置示意圖），總面積2.85 萬hm2。其中：金川區(qū)騰格里沙漠西部邊緣沙化土地封禁保護(hù)區(qū)面積1.05 萬hm2，位于金川區(qū)的西北部，西北與內(nèi)蒙阿拉善右旗荒漠相連，東北接壤甘肅芨芨泉省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，西南與西灘林場賈灘分站毗鄰，東南緊靠風(fēng)電光電項(xiàng)目區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)101°59′58″～102°07′56″，北緯38°44′19″～38°53′03″之間，南北寬約18km，東西長約12km。永昌縣清河綠洲北部沙化土地封禁保護(hù)區(qū)面積1.80 萬hm2，位于永昌縣東北部干旱荒漠區(qū)，東接武威市涼州區(qū)，西至本縣河西堡鎮(zhèn)，南連本縣朱王堡和水源兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)，北靠饅頭山和橫梁山，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°10′52″～102°46′36″，北緯38°07′05″～38°28′21″之間，南北寬約33km，東西長約47km。

圖1 金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)位置示意圖

2.2 封禁保護(hù)區(qū)按沙化土地類型分

結(jié)合2014 年甘肅省第五次荒漠化與沙化監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)總面積2.85萬hm2，其中沙化土地面積0.98 萬hm2，占封禁保護(hù)區(qū)總面積的34.39%；有明顯沙化趨勢的土地面積1.59 萬hm2，占封禁保護(hù)區(qū)總面積的55.79%；非沙化土地面積0.284 萬hm2，占封禁保護(hù)區(qū)總面積的9.96%（見表1）。

表1 金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)按沙化土地類型統(tǒng)計(jì)表 單位：萬hm2

3 封禁保護(hù)區(qū)建設(shè)情況

結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)項(xiàng)目實(shí)施中，應(yīng)突出重點(diǎn)，主要建設(shè)以下五項(xiàng)內(nèi)容：

3.1 建設(shè)封禁基礎(chǔ)設(shè)施

封禁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括圍欄、界碑、警示標(biāo)牌、宣傳牌、管護(hù)站、瞭望塔和巡護(hù)道路等?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)是實(shí)現(xiàn)封禁保護(hù)順利實(shí)施的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是增強(qiáng)沙化土地封禁區(qū)保護(hù)能力，杜絕各類人為因素干擾和破壞，保護(hù)和恢復(fù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的必要手段和前提條件[4]。

3.2 購置巡護(hù)交通工具

根據(jù)金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)當(dāng)?shù)貙?shí)際需要配備必要的交通工具，機(jī)動(dòng)車以摩托車、皮卡車為主，也可根據(jù)實(shí)際需要選擇其他交通工具。

3.3 固沙壓沙與人工促進(jìn)自然修復(fù)

在沙化土地封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)風(fēng)沙流動(dòng)性大，對周邊公路、農(nóng)田等造成嚴(yán)重危害、急需固定流沙的重點(diǎn)地段及沙緣地帶，通過機(jī)械沙障、生物沙障等措施進(jìn)行固沙壓沙。

3.4日常管護(hù)

封禁保護(hù)區(qū)的管理重在日常的管護(hù)，要求管護(hù)人員具備較強(qiáng)的素質(zhì)和能力，并掌握管護(hù)設(shè)備的準(zhǔn)確使用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)日常管護(hù)人員大部分來自封禁保護(hù)區(qū)的原居民和周邊村鎮(zhèn)的居民，還有一部分為現(xiàn)在已有的專業(yè)護(hù)林人員。管護(hù)人員具體職責(zé)包括：負(fù)責(zé)封禁保護(hù)區(qū)的日常巡護(hù)，制止封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)亂砍濫伐、亂征濫占、亂采亂挖、放牧等破壞生態(tài)環(huán)境行為，維護(hù)封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)其他設(shè)施安全，協(xié)助執(zhí)法人員查處破壞案件等。

3.5 成效監(jiān)測

結(jié)合封禁保護(hù)區(qū)的實(shí)際情況，成效監(jiān)測分為兩部分，一是生態(tài)效益監(jiān)測，一是社會(huì)效益監(jiān)測。通過開展生態(tài)效益監(jiān)測，在封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)選擇典型地塊，從荒漠小氣候、大氣環(huán)境、風(fēng)沙活動(dòng)、土壤、水文、生物多樣性等方面進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，掌握生態(tài)效益本底資料，評(píng)價(jià)防沙治沙成效，為相關(guān)部門開展后續(xù)工程提供數(shù)據(jù)支持。通過開展社會(huì)效益監(jiān)測，掌握封禁保護(hù)區(qū)的建設(shè)對當(dāng)?shù)鼐用?、周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，對當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)居民生產(chǎn)生活的影響，對當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)居民環(huán)境保護(hù)觀念的影響，對封禁保護(hù)區(qū)的建設(shè)做全面的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益監(jiān)測與評(píng)估。

4 生態(tài)效益監(jiān)測開展情況

4.1 監(jiān)測內(nèi)容及指標(biāo)

監(jiān)測內(nèi)容包括：土地類型、植被、土壤風(fēng)蝕、土壤水分、降水溫濕度風(fēng)速以及動(dòng)物等的變化。

監(jiān)測指標(biāo)主要包括：植被蓋度、高度，植物、動(dòng)物的種類、數(shù)量，土壤含水量、風(fēng)蝕率、表土結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等。

4.2 監(jiān)測方法

4.2.1 樣地（點(diǎn)）的布設(shè)方案

分別在金川區(qū)騰格里沙漠西部邊緣國家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)和永昌縣清河綠洲北部國家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)各設(shè)置綜合觀測場1 塊（占地1hm2,100m×100m），在綜合觀測場內(nèi)設(shè)置10m×10m植被觀測樣地9 個(gè)，土壤理化性質(zhì)觀測點(diǎn)1 個(gè)，土壤風(fēng)蝕觀測點(diǎn)1 個(gè)，土壤水分含量觀測點(diǎn)1 個(gè)，小氣候觀測站1 處（如圖2 所示）。

圖2 金昌市沙化土地封禁保護(hù)區(qū)觀測樣地樣方布設(shè)示意圖

4.2.2 技術(shù)方案

每年9～10 月份開展一次人工實(shí)地調(diào)查，結(jié)合地面自動(dòng)氣象站和高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)，對沙化土地封禁保護(hù)區(qū)內(nèi)植被、土壤、小氣候、動(dòng)物等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)施連續(xù)性動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

4.3 監(jiān)測分析評(píng)估

4.3.1 氣象數(shù)據(jù)的分析評(píng)估

集采兩個(gè)沙化土地封禁保護(hù)區(qū)多年度的氣象數(shù)據(jù)，選取氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、濕度和最小濕度7 個(gè)氣象指標(biāo)，進(jìn)行各指標(biāo)值月平均統(tǒng)計(jì)，分析氣溫、風(fēng)速、濕度月變化規(guī)律。

4.3.2 植被數(shù)據(jù)的分析評(píng)估

在沙化土地封禁保護(hù)區(qū)和未封禁區(qū)分別設(shè)置1hm2的樣地各1 塊，于每年10 月份對每塊樣地內(nèi)植被進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容為：指標(biāo)名稱、高度、冠幅、蓋度、新梢生長量、株數(shù)等指標(biāo)，對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析區(qū)域植被組成及分布變化。

4.3.3 遙感監(jiān)測評(píng)估

采用沙化土地封禁保護(hù)區(qū)在封禁前和封禁中的高分辨率衛(wèi)星影像，利用ENVI 軟件提取植被指數(shù)NDVI（歸一化植被指數(shù)），該指數(shù)能夠準(zhǔn)確地反映地表植被的生長狀況及覆蓋程度等特征。